機床作為工作母機,在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域廣泛應用,以高速度、高精度、高效率為代表的數(shù)控機床是一個國家技術(shù)水平和綜合實力的集中體現(xiàn)。高速電主軸是數(shù)控機床實現(xiàn)高速高效的重要動力部件,其性能直接影響數(shù)控機床的整機特性和加工產(chǎn)品的質(zhì)量。本文以某型號電主軸為對象,基于LMS Virtual.Lab分析軟件,采用六自由度彈簧單元代替支承軸承,建立了電主軸三維有限元仿真模型。分析了電主軸結(jié)構(gòu)布局形式、軸承選擇和潤滑冷卻方式,根據(jù)電主軸結(jié)構(gòu)特點,通過有限元靜力分析,獲得了電主軸的靜剛度。研究了軸承預緊力以及軸承位置對靜剛度的影響,研究結(jié)果表明,主軸靜剛度會隨著前后軸承預緊力的增加而增大;相較后軸承,前軸承位置對電主軸靜剛度影響較大,進而提出了提高電主軸靜剛度的方法。構(gòu)建了電主軸動力學方程,完成了電主軸模態(tài)和諧響應分析,研究了軸承預緊力以及軸承位置對電主軸固有頻率的影響,獲得了主軸各階固有頻率會隨軸承預緊力的增加而增大;相較前軸承,后軸承位置對電主軸固有頻率影響較大的結(jié)論。完成了電主軸的靜剛度、模態(tài)和空載振動實驗。通過對電主軸徑向和軸向加載實驗,分別得到了徑向和軸向靜剛度�；贚MS實驗測試系統(tǒng),采用錘擊法...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 高速電主軸發(fā)展概述
        1.2.1 高速電主軸基本概念
        1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題來源和主要研究內(nèi)容
2 高速電主軸靜特性研究
    2.1 電主軸結(jié)構(gòu)特點
        2.1.1 電主軸布局方式
        2.1.2 電主軸軸孔直徑和跨距
        2.1.3 電主軸軸承選擇
        2.1.4 電主軸潤滑冷卻方式
        2.1.5 電主軸動平衡技術(shù)
    2.2 電主軸有限元模型建立
    2.3 電主軸靜態(tài)變形分析
        2.3.1 電主軸受力分析
        2.3.2 靜態(tài)變形仿真結(jié)果分析
    2.4 軸承預緊力及軸承位置對靜剛度的影響
        2.4.1 軸承預緊力對靜剛度的影響
        2.4.2 軸承位置對靜剛度的影響
        2.4.3 提高靜剛度的措施
    2.5 本章小結(jié)
3 高速電主軸動特性研究
    3.1 電主軸動力學方程
        3.1.1 電主軸運動方程
        3.1.2 電主軸固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速
    3.2 電主軸動態(tài)特性分析
        3.2.1 模態(tài)分析
        3.2.2 臨界轉(zhuǎn)速
        3.2.3 電主軸諧響應分析
    3.3 軸承預緊力及軸承位置對固有頻率的影響
        3.3.1 軸承預緊力對固有頻率的影響
        3.3.2 軸承位置對固有頻率的影響
        3.3.3 提高電主軸動態(tài)特性的方法
    3.4 本章小結(jié)
4 高速電主軸靜動特性實驗研究
    4.1 電主軸靜剛度實驗
        4.1.1 實驗方案
        4.1.2 實驗結(jié)果分析
    4.2 電主軸模態(tài)實驗
        4.2.1 模態(tài)實驗系統(tǒng)
        4.2.2 自由模態(tài)實驗
        4.2.3 實驗數(shù)據(jù)分析
        4.2.4 約束模態(tài)實驗
    4.3 電主軸空載振動實驗
        4.3.1 實驗方案
        4.3.2 實驗數(shù)據(jù)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
碩士期間發(fā)表論文及科研成果



本文編號：3815595